Расчет кабельных линий

Кабель (КЛ) – готовое заводское изделие, состоящее из изолированных токоведущих жил, заключенных в защитную герметичную оболочку, прокладываемых либо в земле (траншее), либо в воздухе на специальных конструкциях.

Сечения жил кабелей выбирают также в зависимости от ряда факторов (перечислены в п. 2.1).

Силовые кабели выбирают по конструктивному исполнению, по напряжению линии, по экономической плотности тока. Проверяют по максимальному длительному току нагрузки, по потере напряжения при нормальном и аварийном режиме и на термическую устойчивость при коротких замыканиях.

Выбрать кабель по конструктивному исполнению – это значит выбрать марку кабеля. Этот выбор производится с учетом назначения кабеля и способа его прокладки, выбирается число и материал жил кабеля, род изоляции, конструкция защитных покровов, броня и т.д.

Кабели надежно работают при напряжении, превышающем их номинальное напряжение на 15%, но при выборе кабеля по напряжению достаточно соблюсти условие:

, (2.9)

где U_{КЛ ном} – номинальное напряжение КЛ, кВ;

U_{уст. ном} – номинальное напряжение установки, численно равное номинальному напряжению сети, питающейся от этой установки, кВ.

Выбор сечения кабеля по экономической плотности тока аналогичен выбору сечения ВЛ. Только экономическая плотность тока, выбранная по таблицам ПУЭ будет зависеть еще и от региона, для которого проектируется КЛ и изоляции кабеля.

Для этого определяют расчетный ток, текущий в КЛ, согласно формуле:

, (2.10)

где S_max – суммарная максимальная нагрузка всех потребителей, питающихся от этой КЛ, кВА, МВА;

U_ном – номинальное напряжение, кВ;

n – число кабелей.

Затем, выбрав по таблицам ПУЭ экономическую плотность тока – j_эк, А/мм², определяют экономическое сечение КЛ, согласно формуле:

, (2.11)

где I_расч – расчетный ток, текущий в линии, А;

j_эк – экономическая плотности тока, А/мм².

Далее по таблицам ПУЭ выбирают ближайшее стандартное сечение жил КЛ и проверяют выбранное сечение по аварийному режиму, согласно неравенству:

I’_{длит.доп} I_ав (2.12)

где I’_{длит.доп} - длительно –допустимый ток в КЛ с учетом коэффициентов, А;

I_ав – аварийный ток в линии, А.

В таблицах ПУЭ для данного стандартного сечения задается длительно-допустимый ток, но этот ток должен быть скорректирован на условия прокладки кабельной линии:

I’_{длит.доп} = I_{длит.доп} · k₁· k₂ · k₃ (2.13)

где I_{длит.доп} – длительно-допустимый ток, взятый из таблиц ПУЭ, согласно стандартному сечению, А;

k₁ – поправочный коэффициент на количество работающих кабелей, проложенных рядом в земле;

k₂ – поправочный коэффициент на токи для кабелей в зависимости от температуры земли и воздуха;

k₃ – поправочный коэффициент для кабелей, работающих не при номинальном напряжении

Аварийный ток в линии – это ток, текущий по одной цепи (или одной линии), в случае обрыва другой цепи (или другой линии) КЛ, определяют согласно формуле:

, (2.14)

Если условие (2.12) выполняется, говорят о том, что сечение жил КЛ выбрано верно, в противном случае увеличивают сечение жил КЛ на ступень выше.